KR20060087128A

KR20060087128A - 공급 전압 변동을 고려한 탐색 서보 제어 방법 및 이를이용한 디스크 드라이브

Info

Publication number: KR20060087128A
Application number: KR1020050007981A
Authority: KR
Inventors: 추상훈; 김남국; 박철훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-01-28
Filing date: 2005-01-28
Publication date: 2006-08-02
Also published as: JP2006209955A; US7333292B2; US20060171063A1; JP4806266B2; KR100688526B1

Abstract

본 발명은 디스크 드라이브의 탐색 서보(seek servo) 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 디스크 드라이브에 공급되는 전원의 전압의 변동을 고려하여 탐색 서보 제어를 실행시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명의 제1실시 예에 의한 공급 전압 변동을 고려한 탐색 서보 제어 방법은 디스크 드라이브 제어 방법에 있어서, 디스크 드라이브에 공급되는 전압을 측정하는 단계 및 상기 측정된 디스크 드라이브의 공급 전압에 근거하여 트랙 탐색 거리에 따른 탐색 시간을 조정하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

Description

공급 전압 변동을 고려한 탐색 서보 제어 방법 및 이를 이용한 디스크 드라이브{Method for controlling seek servo in consideration of a variation in supply voltage and disk drive using the same}

도 1은 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브의 구성의 평면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브를 제어하는 전기 시스템의 회로도이다.

도 3은 본 발명에 따른 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템의 회로도이다.

도 4는 본 발명에 따른 공급 전압 변동을 고려한 탐색 서보 제어 방법의 흐름도이다.

도 5는 본 발명에 따른 디스크 드라이브의 공급 전압의 변화에 따른 탐색 거리와 탐색 시간과의 관계를 보여주는 그래프이다.

도 6은 본 발명에 따른 디스크 드라이브의 공급 전압의 변화에 따른 탐색 시간 조정 비율을 보여주는 그래프이다.

일반적으로, 데이터 저장 장치의 하나인 디스크 드라이브는 자기 헤드에 의해 디스크에 기록된 데이터를 재생하거나, 디스크에 사용자 데이터를 기록함으로써 컴퓨터 시스템 운영에 기여하게 된다. 이와 같은 디스크 드라이브는 점차 고용량화, 고밀도화 및 소형화되면서 디스크 회전 방향의 밀도인 BPI(Bit Per Inch)와 반경 방향의 밀도인 TPI(Track Per Inch)가 증대되는 추세에 있으므로 그에 따라 더욱 정교한 메커니즘이 요구된다.

디스크 드라이브 성능 평가의 척도 중의 하나로 탐색 시간이 있다. 탐색 시간은 디스크 드라이브가 정보를 기록하거나 또는 읽을 때 변환기를 현재의 실린더에서 목표 실린더로 이동시키는데 소요되는 시간을 의미한다.

트랙 탐색 시에는 탐색 거리에 대한 설계 가속도, 설계 속도 및 설계 위치 궤적을 생성시키고, 설계 가속도 궤적을 기준으로 설계 속도 및 설계 위치 궤적과 실제 속도 및 위치 궤적 사이의 에러를 피드백하여 탐색 전류를 생성시켜 보이스 코일 모터에 인가한다. 이 설계 궤적들은 각각의 서브-시스템에 대한 모델링으로부터 유도되는 것이나, 여러 가지 실질적인 이유로 인하여 간략화된 모델을 사용하게 된다. 하지만, 실제의 시스템은 여러 가지 제약으로 인하여 이상적인 모델과는 차이가 존재하게 되며, 이에 따라 이러한 비 이상적인 모델을 일부 고려하여 실제 시스템 설계 시에는 성능에 제한을 가하여 비 이상적인 모델의 문제를 회피하게 된다.

그 대표적인 예가 미국 특허공개공보 US 2001/0050827호에 제시된 이상적인 모델에 의거한 사인 파형 탐색 서보 알고리즘에서 공급 전압 제한을 고려하여 재설계한 미국 등록특허 US 6,801,384호에 제시된 탐색 제어 기술이다.

그러나, 탐색 제어 모델에서 실제 공급 전압은 통상 표준치 [Vs]에서 +/- 10%까지 허용함으로, 이러한 전압 제한을 고려한 탐색 제어 방법은 최악의 조건인 0.9*Vs를 고려하여 설계하여야 한다. 이는 결국 표준 전압 상태에서도 시크 성능 저하를 가져오는 문제점을 발생시킨다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 디스크 드라이브에 공급되는 전압의 변화를 고려하여 적응적으로 탐색 시간을 조정하고, 조정된 탐색 시간에 근거하여 최적의 탐색 제어를 실행시키기 위한 공급 전압 변동을 고려한 탐색 서보 제어 방법 및 이를 이용한 디스크 드라이브를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 제1실시 예에 의한 공급 전압 변동을 고려한 탐색 서보 제어 방법은 디스크 드라이브 제어 방법에 있어서, 디스크 드라이브에 공급되는 전압을 측정하는 단계 및 상기 측정된 디스크 드라이브의 공급 전압에 근거하여 트랙 탐색 거리에 따른 탐색 시간을 조정하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 제2실시 예에 의한 공급 전 압 변동을 고려한 탐색 서보 제어 방법은 사인 파형의 탐색 서보 방식을 이용하는 디스크 드라이브의 탐색 제어 방법에 있어서, 탐색 명령이 입력되면, 소정의 표준 공급 전압에 근거하여 탐색 거리에 따른 표준 탐색 시간을 산출하는 단계, 상기 표준 공급 전압을 기준으로 현재 디스크 드라이브에 공급되는 전압의 가변량을 산출하는 단계, 공급 전압과 탐색 시간 조정 비율의 관계를 구해 놓은 테이블 정보로부터 상기 산출된 공급 전압의 가변량에 상응하는 탐색 시간 조정 비율을 산출하는 단계, 상기 표준 탐색 시간에 상기 탐색 시간 조정 비율을 곱하여 최종 탐색 시간을 계산하는 단계, 상기 최종 탐색 시간을 사인 파형의 탐색 서보 방식에 의한 방정식에 적용하여 위치, 속도 및 가속도 궤적을 생성시키는 단계 및 상기 생성된 위치, 속도 및 가속도 궤적을 이용하여 트랙 탐색 제어를 실행하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 제1실시 예에 의한 디스크 드라이브는 데이터 저장 장치에 있어서, 정보를 저장하는 디스크, 상기 디스크를 회전시키는 스핀들 모터, 상기 디스크에 정보를 기록하고 상기 디스크로부터 정보를 읽어내는 변환기, 상기 변환기를 이동시키는 보이스 코일 모터, 디스크 드라이브에 공급되는 전압을 측정하는 전압 검출부 및 트랙 탐색 모드에서 상기 전압 검출부에서 측정된 전압에 근거하여 트랙 탐색 거리에 따른 탐색 시간을 조정하고, 상기 조정된 탐색 시간을 트랙 탐색 제어 루틴에 적용하여 상기 보이스 코일 모터의 구동 전류를 제어하는 컨트롤러를 포함함을 특징으로 한다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 제2실시 예에 의한 디 스크 드라이브는 사인 파형의 탐색 서보 방식을 이용하는 디스크 드라이브에 있어서, 정보를 저장하는 디스크, 상기 디스크를 회전시키는 스핀들 모터, 상기 디스크에 정보를 기록하고 상기 디스크로부터 정보를 읽어내는 변환기, 상기 변환기를 이동시키는 보이스 코일 모터, 디스크 드라이브에 공급되는 전압을 측정하는 전압 검출부, 소정의 표준 공급 전압에 근거하여 탐색 거리와 탐색 시간과의 관계를 구해 놓은 제1테이블 정보 및 공급 전압과 탐색 시간 조정 비율의 관계를 구해 놓은 제2테이블 정보를 저장하는 메모리 및 트랙 탐색 모드에서 상기 표준 공급 전압에 근거하여 탐색 거리에 따른 표준 탐색 시간을 상기 제1테이블 정보를 이용하여 결정하고, 상기 표준 공급 전압과 상기 전압 검출부에서 측정된 전압의 차이에 상응하는 탐색 시간 조정 비율을 상기 제2테이블 정보를 이용하여 결정하고, 상기 결정된 표준 탐색 시간에 상기 결정된 탐색 시간 조정 비율을 곱하여 최종 탐색 시간을 계산하고, 상기 최종 탐색 시간에 근거하여 생성시킨 가속도, 속도 및 위치 궤적을 이용하여 상기 보이스 코일 모터의 구동 전류를 제어하는 컨트롤러를 포함함을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명이 적용되는 일 실시 예는 일정한 전압으로 한정되는 사인 파형의 가속도 궤적으로 변환기를 디스크의 표면을 가로질러 이동시키는 하드 디스크 드라이브이다. 특히, 하드 디스크 드라이브에서 주어진 탐색 길이에 대한 탐색 시간은 한정된 전류보다는 보이스 코일 모터에 공급되는 전원의 전압 한정에 기초를 두고 있 다.

변환기는 헤드 짐벌 어셈블리(HGA:Head Gimbal Assembly)에 편입되어 있는 슬라이더 내에 통합되어 있다. 헤드 짐벌 어셈블리는 디스크 표면을 가로질러 변환기를 이동시킬 수 있는 엑츄에이터 암에 부착되어 있다. 엑츄에이터 암과 변환기의 이동은 컨트롤러에 의하여 제어된다. 컨트롤러는 시크 루틴과 서보 제어 루틴에 따라서 현재 트랙으로부터 새로운 트랙으로 변환기를 이동시킨다.

도 1은 하드 디스크 드라이브(10)의 구성을 보여준다. 드라이브(10)는 스핀들 모터(14)에 의하여 회전되는 적어도 하나의 자기 디스크(12)를 포함하고 있다. 드라이브(10)는 디스크 표면(18)에 인접되게 위치한 변환기(16)를 또한 포함하고 있다.

변환기(16)는 각각의 디스크(12)의 자계를 감지하고 자화시킴으로써 회전하는 디스크(12)에서 정보를 읽거나 기록할 수 있다. 전형적으로 변환기(16)는 각 디스크 표면(18)에 결합되어 있다. 비록 단일의 변환기(16)로 도시되어 설명되어 있지만, 이는 디스크(12)를 자화시키기 위한 기록용 변환기와 디스크(12)의 자계를 감지하기 위한 분리된 읽기용 변환기로 이루어져 있다고 이해되어야 한다. 읽기용 변환기는 자기 저항(MR : Magneto-Resistive) 소자로부터 구성되어 진다.

변환기(16)는 슬라이더(20)에 통합되어 질 수 있다. 슬라이더(20)는 변환기(16)와 디스크 표면(18)사이에 공기 베어링(air bearing)을 생성시키는 구조로 되어 있다. 슬라이더(20)는 헤드 짐벌 어셈블리(22)에 결합되어 있다. 헤드 짐벌 어셈블리(22)는 보이스 코일(26)을 갖는 엑츄에이터 암(24)에 부착되어 있다. 보이스 코일(26)은 보이스 코일 모터(VCM : Voice Coil Motor 30)를 특정하는 마그네틱 어셈블리(28)에 인접되게 위치하고 있다. 보이스 코일(26)에 공급되는 전류는 베어링 어셈블리(32)에 대하여 엑츄에이터 암(24)을 회전시키는 토오크를 발생시킨다. 엑츄에이터 암(24)의 회전은 디스크 표면(18)을 가로질러 변환기(16)를 이동시킬 것이다.

정보는 전형적으로 디스크(12)의 환상 트랙(34) 내에 저장된다. 각 트랙(34)은 일반적으로 복수의 섹터를 포함하고 있다. 각 섹터는 데이터 필드(data field)와 식별 필드(identification field)를 포함하고 있다. 식별 필드는 섹터 및 트랙(실린더)을 식별하는 그레이 코드(Gray code)로 구성되어 있다. 변환기(16)는 다른 트랙에 있는 정보를 읽거나 기록하기 위하여 디스크 표면(18)을 가로질러 이동된다. 다른 트랙으로 가로질러 변환기를 이동시키는 것을 일반적으로 시크 루틴(탐색 루틴)이라 부른다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 디스크 드라이브는 디스크(12), 자기 헤드(16), 프리 앰프(210), 기록/판독 채널(220), 버퍼(230), 컨트롤러(240), ROM(250A), RAM(250B), 호스트 인터페이스(260), 보이스 코일 모터(VCM) 구동부(270) 및 전압 검출부(280)를 구비한다.

ROM(250A)에는 소프트웨어 루틴을 실행시키기 위하여 컨트롤러(240)에 의하여 사용되어지는 각종 명령어 및 데이터들이 저장되어 있다. 소프트웨어 루틴의 하나로서 한 트랙에서 다른 트랙으로 변환기(16)를 이동시키는 탐색 제어 루틴이 있다. 또한, ROM(250A)에는 일 예로서, 한정된 전압의 사인 파형의 가속도, 속도 및 위치 궤적을 생성시키기 위한 방정식들이 저장되어 있다.

특히, ROM(250A)에는 표준 공급 전압에 근거하여 탐색 거리와 탐색 시간과의 관계를 구해 놓은 제1테이블 정보 및 공급 전압과 탐색 시간 조정 비율의 관계를 구해 놓은 제2테이블 정보가 저장된다. 제1,2테이블 정보에 관해서는 아래에서 설명되어질 것이다.

RAM(250B)에는 드라이브 구동 초기에 ROM(250A) 또는 디스크(12)에서 읽어낸 디스크 드라이브 구동에 필요한 정보들이 저장된다.

전압 검출부(280)는 일정 시간 간격으로 디스크 드라이브로 공급되는 전원(Vs)의 전압을 측정한다. 전압 검출부(280)는 도면에는 세부적으로 도시되지 않았으나, 분압 회로 및 아날로그/디지털 변환 회로에 의하여 공급 전압(Vs)을 측정할 수 있다. 전압 검출부(280)에서 측정하는 공급 전압은 보이스 코일 모터에 공급되는 전압 또는 보이스 코일 모터 구동부의 파워 앰프 공급 전압이 될 수 있다.

컨트롤러(240)는 호스트 인터페이스(260)를 통하여 호스트 기기(도면에 미도시)로부터 수신되는 커맨드(command)를 분석하고, 분석된 결과에 상응하는 제어를 실행한다. 컨트롤러(240)는 보이스 코일 모터의 여기 및 자기 헤드(16)의 움직임을 제어하기 위하여 보이스 코일 모터(VCM) 구동 회로(270)로 제어신호를 공급한다.

우선, 일반적인 디스크 드라이브의 동작을 설명하면 다음과 같다.

데이터 읽기(Read) 모드에서, 디스크 드라이브는 디스크(12)로부터 자기 헤드(16)의 읽기용 변환기에 의하여 감지된 전기적인 신호를 프리 앰프(210)에서 일차적으로 증폭시킨다. 그리고 나서, 기록/판독 채널(220)에서는 자동이득제어 회로 (도면에 미도시)에 의하여 이득을 제어하여 프리 앰프(210)에서 증폭된 신호를 일정한 레벨로 증폭시키고, 자동이득제어 회로에 의하여 일정한 레벨로 증폭된 아날로그 신호를 호스트 기기(도면에 미도시)가 판독할 수 있는 디지털 신호로 부호화시키고, 스트림 데이터로 변환하여 버퍼(230)에 일시 저장시킨 후에 호스트 인터페이스(260)를 통하여 호스트 기기로 전송한다.

다음으로 쓰기(Write) 모드에서, 디스크 드라이브는 호스트 인터페이스(260)를 통하여 호스트 기기로부터 데이터를 입력받아 버퍼(230)에 일시 저장시킨 후에, 버퍼(230)에 저장된 데이터를 순차적으로 출력하여 기록/판독 채널(220)에 의하여 기록 채널에 적합한 바이너리 데이터 스트림으로 변환시킨 후에 프리 앰프(210)에 의하여 증폭된 기록 전류를 자기 헤드(16)의 기록용 변환기를 통하여 디스크(12)에 기록시킨다.

그러면, 컨트롤러(240)에서 실행되는 본 발명의 탐색 제어 루틴에 대하여 세부적으로 설명하기로 한다.

컨트롤러(240)는 트랙 탐색 명령이 입력되는 경우에, 초기 결정된 표준 공급 전압(Vo)에 근거하여 탐색 거리에 따른 표준 탐색 시간을 RAM(250B)에 저장된 제1테이블 정보를 이용하여 결정하고, 표준 공급 전압(Vo)과 전압 검출부(280)에서 측정된 전압의 차이(v)에 상응하는 탐색 시간 조정 비율을 RAM(250B)에 저장된 제2테이블 정보를 이용하여 결정하고, 표준 탐색 시간에 탐색 시간 조정 비율을 곱하여 최종 탐색 시간을 계산하고, 계산된 최종 탐색 시간에 근거하여 가속도, 속도 및 위치 궤적을 생성시켜 보이스 코일 모터의 구동 전류를 제어하는 프로세스를 실행 한다.

도 3은 컨트롤러(240)에 의하여 실행되는 하드웨어 및 소프트웨어로 구성된 트랙 탐색 서보 제어 시스템을 보여준다.

시크 궤적 생성기(60)는 변환기(16)가 트랙(34)의 그레이 코드를 읽어낼 때마다 정현파 가속도 궤적 및 가속도 궤적을 적분하여 얻은 속도 및 위치 궤적으로부터 변환기(16)의 설계 위치 x_d(n), 설계 속도 v_d(n)및 설계 가속도 a _d(n)를 계산한다.

상태 추정기(62)는 입력되는 위치 에러 신호(Position Error Signal) 및 제어 신호 uk로부터 공지된 상태 방정식을 이용하여 헤드의 실제 위치, 실제 속도 정보를 포함하는 헤드 움직임의 상태 변수 값을 추정하는 프로세스를 실행한다.

제1합산기(64)는 설계 위치 값 x_d(n)에서 실제 위치 값 x_r(n)을 감산한다. 그리고, 위치 제어 이득 보상기(66)는 제1합산기(64)에서 연산된 설계 위치 값과 실제 위치 값의 차에 위치 보정을 위한 위치 이득(k_p)을 곱한 위치 보정 값을 생성시킨다.

다음으로, 제2합산기(68)는 위치 제어 이득 보상기(66)에서 생성된 위치 보정 값에 설계 속도 값 v_d(n)을 더한 후에 실제 속도 값 v_r(n)을 감산한다.

그러면, 속도 제어 이득 보상기(70)는 제2합산기(68)에서 연산된 값에 속도 보정을 위한 속도 이득(k_v)을 곱한 속도 보정 값을 생성시킨다.

다음으로, 제3합산기(72)는 속도 보정 값과 설계 가속도 값을 더하여 시크 구동 전류 제어 값 uk(n)를 생성시킨다.

토크 상수 보상기(74)에서는 시크 구동 전류 제어 값 uk(n)에 디스크 드라이브의 토크 변화를 고려한 토크 상수 보정 값과 곱한 토크 보정된 시크 구동 전류 제어 값을 생성하여 VCM 드라이버(76)에 인가한다. 그러면, VCM 드라이버(76)는 토크 보정된 시크 구동 전류 제어 값에 상응하는 전류를 헤드 디스크 어셈블리(10)의 보이스 코일에 공급함으로써 보이스 코일 모터를 회전시켜 변환기(16)를 이동시킨다.

본 발명에서 탐색 서보 알고리즘의 일 실시 예로 이용하는 사인 파형의 탐색 서보 알고리즘에 따른 가속도, 속도, 위치 궤적 및 전류 궤적은 다음의 수학식 1로부터 구할 수 있다.

여기에서, T_SK는 탐색 시간이고, I_M는 보이스 코일에 공급되는 최대 전류이고, K_A는 가속도 상수를 각각 나타낸다.

주어진 탐색 길이(X_SK)에 대하여, 시간(t)은 탐색 시간(T_SK)과 동일하며, 다음과 같은 관계를 갖는다.

수학식 2로부터 수학식 3을 이용하여 주어진 탐색 길이(X_SK)에 대하여 필요로 하는 탐색 시간(T_SK)을 구할 수 있게 된다.

수학식 3에 따르면 보이스 코일 모터에 인가되는 일정한 전류(I_M)에 의하여 한정되는 사인 파형의 계산된 시크 궤적을 생성시킨다는 점을 보여준다. 그러나, 실제 있어서는 전원 공급 전압의 변화에 따라서 탐색 성능을 결정하는 탐색 시간이 변화하게 된다.

이에 따라서, 본 발명에서는 전원 공급 전압의 변화를 고려하여 최적의 탐색 성능을 낼 수 있도록 다음과 같이 탐색 제어 루틴을 설계하였다.

우선, 보이스 코일 모터에 공급되는 전압은 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.

여기에서,

Vs = 보이스 코일 모터에 인가되는 전압

i = 보이스 코일 모터의 전류

L_VCM = 보이스 코일 모터 인덕턴스

R_VCM = 보이스 코일 모터 저항

Ke = 역기전력 상수

ω = 보이스 코일 모터의 각 속도.

이상적인 경우에 수학식 1과 같이 주어진 궤적을 정확히 추종하며, 수학식 1과 수학식 4를 이용하면 T_SK 시간 동안 X_SK 만큼의 탐색 거리를 이동하기 위하여 필요한 전압 궤적의 순간 최대값 V_M은 수학식 5와 같이 표현된다.

수학식 5는 X_SK의 탐색 거리를 T_SK 동안 이동하기 위해서 필요한 최소 전압이 된다. 하지만, 실제로는 구현상의 편의와 모델링 오차 등을 고려하여 약간의 여유 전압(V_mgn)을 더하여 최소 요구 전압을 계산하게 된다. 이 관계를 이용하면 역으로 공급 전압 제한(V_max)하에서 탐색 거리 X_SK가 주어진 경우 사인 파형의 시크 방식에 의하여 달성될 수 있는 최소 탐색 시간 T_SK 는 수학식 6과 같이 결정된다.

도 5에 전형적인 3.5 인치 하드 디스크 드라이브에서 V_mgn=0.5V인 경우, 수학식 5 및 수학식 6에 의하여 결정된 공급 전압 제한에 따른 탐색 거리와 탐색 시간의 관계를 도시하였다. 도 5에서 공급 전압 제한이 줄어들수록 최소 탐색 시간이 늘어남을 알 수 있다. 이에 따라서, 동일한 탐색 거리에서 탐색 시간이 줄어들수록 필요한 요구 전압은 증대됨을 또한 알 수 있다.

통상 디스크 드라이브는 동작하는 여러 환경을 고려하여 표준 입력 전압의 +/-10%까지의 입력 전압 변화를 허용하게 설계된다. 이러한 경우에, 사인 파형의 시크 방식은 공급 전압의 최소값을 이용하여 설계하게 된다. 따라서, 기존의 방식에 의하면 표준 공급 전압 하에서 탐색 시간이 늘어나게 되는데, 본 발명에서 이러한 단점을 다음과 같은 방법으로 개선하였다.

본 발명에 따른 공급 전압 변동을 고려한 시크 서보 제어 방법을 도 4의 흐름도를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

우선, 표준 공급 전압에 근거하여 탐색 거리와 탐색 시간과의 관계를 구해 놓은 제1테이블 정보 및 공급 전압과 탐색 시간 조정 비율의 관계를 구해 놓은 제2테이블 정보를 설계하여 ROM(250A)에 저장한다.

즉, 표준 공급 전압(Vo)으로 전압 한정을 고려한 사인 파형의 시크 방식에 의하여 수학식 1로부터 기준 궤적을 구하고, 탐색 거리와 탐색 시간의 관계인 수학식 3을 ROM(250A)의 제1테이블 정보에 저장한다.

공급 전압 제한 값의 가변에 따른 탐색 거리로부터 탐색 시간을 직접 계산하는 과정이 매우 복잡함으로 펌웨어를 이용하여 디스크 드라이브를 운용하는 도중에 계하는 것이 어려움으로 다음과 같이 공급 전압 변동에 따른 탐색 시간의 변동의 관계를 근사적으로 구한다.

수학식 5를 수학식 7과 같이 근사화시킬 수 있다.

따라서, 공급 전압이 Vo에서 Vs= Vo+v 으로 변한 경우 주어진 탐색 궤적을 오차없이 추종할 수 있는 최소 탐색 시간 T_SK는 수학식 8과 같이 간략하게 계산될 수 있다.

이에 따라서, 표준 공급 전압(Vo) 대비 현재 공급되는 전압에 대한 탐색 시간 조정 비율을 정의한 조정 계수 α는 수학식 9와 같이 계산되어 진다.

수학식 9의 조정 계수 산출식을 ROM(250A)의 제2테이블 정보에 저장한다. 공급 전압의 변화에 따른 탐색 시간의 조정 계수(비율)의 예를 도 6에 도시하였다.

이와 같이, 디스크 드라이브 설계 단계에서 제1테이블 정보 및 제2테이블 정보를 설정한 후에, ROM(250A)에 저장한다.

그러면, 제1테이블 정보 및 제2테이블 정보를 이용하여 본 발명에 따른 공급 전압 변동을 고려한 시크 서보 제어 프로세스의 실행 방법은 다음과 같다.

컨트롤러(240)는 호스트 기기(도면에 미도시)로부터 호스트 인터페이스(260)를 통하여 탐색 명령이 수신되는지를 판단한다(S401).

단계401(S401)의 판단 결과 탐색 명령이 수신된 경우에, 표준 공급 전압에 근거하여 설정된 제1테이블 정보를 이용하여 주어진 탐색 거리에 대한 탐색 시간(T_SK1)을 계산한다(S402).

다음으로, 표준 공급 전압(Vo)과 전압 검출부(280)에서 측정된 현재 공급 전압과의 차 전압(v)을 산출한다(S403).

그리고 나서, 제2테이블 정보를 이용하여 차 전압(v)에 상응하는 탐색 시간 조정 계수(α)를 계산한다(S404).

그런 후에, 공급 전압을 고려한 탐색 거리에 대한 최종 탐색 시간 T_SK를 수학식 10으로부터 계산한다(S405).

수학식 10으로부터 계산된 최종 탐색 시간 T_SK에 따른 위치, 속도 및 가속도 궤적을 수학식 1로부터 구해내고(S406), 구해낸 위치, 속도 및 가속도 궤적을 도 3의 시크 서보 제어 시스템에 적용하여 탐색 제어를 실행한다(S409).

이와 같은 방법에 따라서 디스크 드라이브에 실제 공급되는 전압을 고려하여 최적의 탐색 제어를 실행시킬 수 있게 되었다.

첨부된 도면에 도시되어 설명된 특정의 실시 예들은 단지 본 발명의 예로서 이해되어 지고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 본 발명에 기술된 기술적 사상의 범위에서도 다양한 다른 변경이 발생될 수 있으므로, 본 발명은 보여지거나 기술된 특정의 구성 및 배열로 제한되지 않는 것은 자명하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 디스크 드라이브에 공급되는 전압의 변화를 고려하여 적응적으로 탐색 시간을 조정하고 조정된 탐색 시간에 근거하여 탐색 제어를 실행함으로써, 공급되는 전압에 상응하는 최적의 탐색 제어를 실행시킬 수 있는 효과가 발생된다. 즉, 탐색 제어 성능이 향상되는 효과가 발생된다.

Claims

디스크 드라이브 제어 방법에 있어서,

디스크 드라이브에 공급되는 전압을 측정하는 단계; 및

상기 측정된 디스크 드라이브의 공급 전압에 근거하여 트랙 탐색 거리에 따른 탐색 시간을 조정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 공급 전압 변동을 고려한 탐색 서보 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 디스크 드라이브에 공급되는 전압은 보이스 코일 모터에 공급되는 전압을 포함함을 특징으로 하는 공급 전압 변동을 고려한 탐색 서보 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 탐색 시간을 조정하는 단계는

공급 전압과 탐색 시간 조정 비율의 관계를 구해 놓은 테이블 정보로부터 소정의 표준 공급 전압과 상기 측정된 디스크 드라이브의 공급 전압의 차이에 상응하는 탐색 시간 조정 비율을 산출하는 단계; 및

상기 표준 공급 전압에 근거하여 탐색 거리에 따라서 결정된 표준 탐색 시간에 상기 탐색 시간 조정 비율을 곱하여 탐색 시간을 조정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 공급 전압 변동을 고려한 탐색 서보 제어 방법.
제3항에 있어서, 상기 표준 탐색 시간은 상기 표준 공급 전압에 근거하여 탐색 거리와 탐색 시간과의 관계를 구해 놓은 테이블 정보로부터 산출함을 특징으로 하는 공급 전압 변동을 고려한 탐색 서보 제어 방법.
사인 파형의 탐색 서보 방식을 이용하는 디스크 드라이브의 탐색 제어 방법에 있어서,

탐색 명령이 입력되면, 소정의 표준 공급 전압에 근거하여 탐색 거리에 따른 표준 탐색 시간을 산출하는 단계;

상기 표준 공급 전압을 기준으로 현재 디스크 드라이브에 공급되는 전압의 가변량을 산출하는 단계;

공급 전압과 탐색 시간 조정 비율의 관계를 구해 놓은 테이블 정보로부터 상기 산출된 공급 전압의 가변량에 상응하는 탐색 시간 조정 비율을 산출하는 단계;

상기 표준 탐색 시간에 상기 탐색 시간 조정 비율을 곱하여 최종 탐색 시간을 계산하는 단계;

상기 최종 탐색 시간을 사인 파형의 탐색 서보 방식에 의한 방정식에 적용하여 위치, 속도 및 가속도 궤적을 생성시키는 단계; 및

상기 생성된 위치, 속도 및 가속도 궤적을 이용하여 트랙 탐색 제어를 실행하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 공급 전압 변동을 고려한 탐색 서보 제어 방법.
제5항에 있어서, 상기 디스크 드라이브에 공급되는 전압은 보이스 코일 모터에 공급되는 전압을 포함함을 특징으로 하는 공급 전압 변동을 고려한 탐색 서보 제어 방법.
제5항에 있어서, 상기 표준 탐색 시간은 상기 표준 공급 전압에 근거하여 탐색 거리와 탐색 시간과의 관계를 구해 놓은 테이블 정보로부터 산출함을 특징으로 하는 공급 전압 변동을 고려한 탐색 서보 제어 방법.
데이터 저장 장치에 있어서,

정보를 저장하는 디스크;

상기 디스크를 회전시키는 스핀들 모터;

상기 디스크에 정보를 기록하고 상기 디스크로부터 정보를 읽어내는 변환기;

상기 변환기를 이동시키는 보이스 코일 모터;

디스크 드라이브에 공급되는 전압을 측정하는 전압 검출부; 및

트랙 탐색 모드에서 상기 전압 검출부에서 측정된 전압에 근거하여 트랙 탐색 거리에 따른 탐색 시간을 조정하고, 상기 조정된 탐색 시간을 트랙 탐색 제어 루틴에 적용하여 상기 보이스 코일 모터의 구동 전류를 제어하는 컨트롤러를 포함함을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
제8항에 있어서, 상기 전압 검출부는 상기 보이스 코일 모터에 공급되는 전 압을 측정함을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
제8항에 있어서, 상기 컨트롤러는 소정의 표준 공급 전압과 상기 전압 검출부에서 측정된 전압의 차이에 상응하는 탐색 시간 조정 비율을 전압 변화량에 대한 탐색 시간 조정 비율을 설정한 테이블 정보로부터 산출하고, 상기 표준 공급 전압에 근거하여 탐색 거리에 따라서 결정된 표준 탐색 시간에 상기 탐색 시간 조정 비율을 곱하여 탐색 시간을 조정함을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
사인 파형의 탐색 서보 방식을 이용하는 디스크 드라이브에 있어서,

정보를 저장하는 디스크;

상기 디스크를 회전시키는 스핀들 모터;

상기 디스크에 정보를 기록하고 상기 디스크로부터 정보를 읽어내는 변환기;

상기 변환기를 이동시키는 보이스 코일 모터;

디스크 드라이브에 공급되는 전압을 측정하는 전압 검출부;

소정의 표준 공급 전압에 근거하여 탐색 거리와 탐색 시간과의 관계를 구해 놓은 제1테이블 정보 및 공급 전압과 탐색 시간 조정 비율의 관계를 구해 놓은 제2테이블 정보를 저장하는 메모리; 및

트랙 탐색 모드에서 상기 표준 공급 전압에 근거하여 탐색 거리에 따른 표준 탐색 시간을 상기 제1테이블 정보를 이용하여 결정하고, 상기 표준 공급 전압과 상기 전압 검출부에서 측정된 전압의 차이에 상응하는 탐색 시간 조정 비율을 상기 제2테이블 정보를 이용하여 결정하고, 상기 결정된 표준 탐색 시간에 상기 결정된 탐색 시간 조정 비율을 곱하여 최종 탐색 시간을 계산하고, 상기 최종 탐색 시간에 근거하여 생성시킨 가속도, 속도 및 위치 궤적을 이용하여 상기 보이스 코일 모터의 구동 전류를 제어하는 컨트롤러를 포함함을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
디스크 드라이브에 공급되는 전압에 근거하여 트랙 탐색 거리에 따른 탐색 시간을 조정하고, 조정된 탐색 시간을 적용하여 탐색 제어 루틴을 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 갖는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 저장매체.
제12항에 있어서, 상기 탐색 시간의 조정은 공급 전압과 탐색 시간 조정 비율의 관계를 구해 놓은 테이블로부터 소정의 표준 공급 전압과 디스크 드라이브에 실제 공급되는 전압의 차이에 상응하는 탐색 시간 조정 비율을 산출하고, 상기 표준 공급 전압에 근거하여 탐색 거리에 따라서 결정된 표준 탐색 시간에 상기 탐색 시간 조정 비율을 곱하는 프로세스에 의하여 실행됨을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 저장매체.